计米器测量结果不确定度的分析.docx

检定方法同高度卡尺),然后将上下标尺块紧固到一起,两标尺块结合部形成的狭缝即为测深尺500mm刻线与其重合的位置。按照图示加工一件微动夹尺机构,该机构能在铅垂方向作上下移动,又能在水平方向作前后移动,经这样改装后的高度卡尺我们称其为测深钢卷尺零位偏差检定器——简称零位检定器。使用该零位检定器检定测深钢卷尺零位偏差时,应首先把零位检定器放在研磨标准平台通过微动机构在左右前后上下调整,使尺带处于铅垂方向,尺带背面尽量靠近上下标尺块前平面,测深钢卷尺的重锤下端面刚刚接触研磨标准平台平面为止。最后上下调整活动游标尺,使上下标尺块形成的狭缝与测深钢卷尺500mm刻线重合对准,此时在零位检定器上的读数值减去500mm即为测深钢卷尺的零位偏差。计米器测量结果不确定度的分析陈怀浪(广东省计量科学研究所,广州510405)计米器是计量电线、电缆、布匝、纱线、纸张以及各种包装材料等长度的专用计量设备。计米器的示值准确与否是直接关系到该产品的生产技术和贸易结算。因大多数计米器的计算形式都是在动态下进行,计量的长度差异较大,有几十米至十几万米不等,运行速度也有快有慢,目前计量部门对计米器的计量检定方法还没有统一规程,测量误差亦有不同的计算方法,有的生产单位根本就没有计量,用户对其产品数量的质疑,也无法提供有效的报告。也有个别生产单位的计量部门采用直接截取几百米或几千米物品用尺度量,这样既费时又不准确,也不科学。本文根据笔者多年测量的经验,就计米器测量方法及测量结果的不确定度进行一些分析。y=ndΠ(1)式中,y为被测物品所通过滚动轮的总长度,m;n为物品所绕过滚动轮的转数,r;d为滚动直径,mm;Π为圆周率,常量。由于本测量方法是按计米器同一个系统同样的测量状态下来测量被测长度,因此拉力等因素对测量结果的影响是相同的,可以不考虑它们对测量结果带来的不确定度,这是本测量方法的优点。一、测量原理计米器的测量原理是在生产线上取该物品经一滚动轮转过的长度作为计量对象,其具体测量过程如图1。计米器的示值是被检物品绕过一固定直径滚动轮的周长与其转数的乘积,即二、不确定度的组成由式(1)的数学模型得方差19991№4计量技术29n5y=5y=25fcy)=∑c(d)=nΠ,c(n)=dΠu2(u2(x)(2)(3)5d5n5xiii=1故方差为u2(y)=c2(d)u2(d)+c2(n)u2(n)即c22u22u2uc(y)=(nΠ)(d)+(dΠ)(n)(4)式中,u(d)为滚动轮直径的标准不确定度;u(n)为滚动轮转数的标准不确定度。传播系数:表1表1为标准不确定度一览表。标准不确定度u(xi)标准不确定度值u(xi),(m)|ci|u(xi)(m)不确定度来源自由度5fci=5xiu(d)u1(d)u2(d)滚动轮直径标准游标卡尺测量重复性217595×10-5111547×10-5215063×10-501866913509nΠu(n)u1(n)u2(n)u3(n)滚动轮转数人为因素测量重复性标准计数器111003m110000m014554m0105774mdΠ11100316129∞uc=114008mveff=423=0104341×10-3?3u2(d)=si?三、不确定度分析=215063×10-5(m)v2(d)=9(3)与滚动轮直径有关的不确定度分量,u(d)为:从式(4)可知,影响计米器测量结果不确定度,是由测量滚动轮的直径和其转动的转数所引起,所以计米器的测量结果不确定度可分为滚动轮的直径不确定度和转数不确定度,以下分别叙述这两项不确定度的计算。u22u(d)=1(d)+u2(d)=(111547×10-5)2+(215063×10-5)2=217595×10-5(m)u(d)自由度为:计米器测量范围较广,现选取10000m测量点来计算其测量结果不确定度,为叙述和计算的方便,并令滚动轮的直径d=318131mm。11与滚动轮直径有关的不确定度分量(1)由游标卡尺测量滚动轮直径的误差。游标卡尺极限误差为0102mm,属均匀分布,故4()udv(d)=u1(d)+u2(d)44v1(d)v2(d)(217595×10-5)4=4=13(111547×10-5)4(215063×10-5)+u1(d)=0102×10-3?5093各测量点与滚动轮直径有关的不确定度分量如表2。21与滚动轮转数有关的不确定分量(1)人为因素。滚动轮转数是在动态情况下测量的,读数时是计米器跳变瞬间读取计数器的示值,测量人员观察跳变时的视觉、听觉、手动作滞后等因素,造成采样数据不准确,统计人员中的不同情况平均误差,可视滚动轮转动速度而定,对同一个操作人员,一般为1～3数字之间,其极限值为-2或+2。设在测量范围内=111547×10-5(m)估计游标卡尺测量不确定度的